北京邮电大学《机械设计基础》课后题解模块二.doc

模块 二一、填空1、在对构件进行变形分析时，对变形固体作了三种假设,其内容是：连续性假设、均匀性假设、各向同性假设。2、拉压杆的轴向拉伸与压缩变形，其轴力的正号规定是：轴力指向截面外部为正。3、塑性材料在拉伸试验的过程中，其曲线可分为四个阶段，即：弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、颈缩阶段。4、构件在工作过程中要承受剪切的作用，其剪切强度条件为：。5、扭转是轴的主要变形形式，轴上的扭矩可以用截面法来求得，扭矩的符号规定为：右手四指指向扭矩的转向，若大拇指指向截面的外部，则扭矩为正。6、根据约束情况的不同静定梁可分为：简支梁、外伸梁、悬臂梁 三种常见形式。二、选择1、等截面直杆在两个外力的作用下发生轴向压缩变形时，这对外力所具备的特点一定是等值、( C )。 A. 反向、共线；B. 反向，过截面形心；C. 方向相对，作用线与杆轴线重合；D方向相对，沿同一直线作用。2、轴向拉伸杆，正应力最大的截面和剪应力最大的截面( A) A. 分别是横截面、450斜截面；B. 都是横截面; C. 分别是450斜截面、横截面;D. 都是450斜截面。3、设轴向拉伸杆横截面上的正应力为，则450斜截面上的正应力和剪应力( D)。 A分别为/2和; B. 均为；C. 分别为和/2；D均为/2。 4、在连接件上，剪切面和挤压面分别( B )于外力方向。A.垂直、平行； B.平行、垂直； C.平行； D.垂直。 5、将构件的许用挤压应力和许用压应力的大小进行对比，可知( B)，因为挤压变形发生在局部范围，而压缩变形发生在整个构件上。 A. 前者要小些； B. 前者要大些；C. 二者大小相等；D. 二者可大可小。6、一圆轴用碳钢制作，校核其扭转角时，发现单位长度扭转角超过了许用值。为保证此轴的扭转刚度，采用哪种措施最有效( C )。A改用合金钢材料； B. 增加表面光洁度； C. 增加轴的直径；D. 减小轴的长度。7、等强度梁的截面尺寸(C ) 。A. 与载荷和许用应力均无关；B. 与载荷无关，而与许用应力有关；C. 与载荷和许用应力均有关；D与载荷有关，而与许用应力无关。三、计算与分析1、如图所示钢制拉杆承受载荷F=32kN，若材料的许用应力=120MPa，杆件横截面积为圆形，求横截面的最小半径。题2-3-1图解：由截面法可知，轴力FN=F=32kN拉杆的横截面面积A=266.7mm2即r2266.7 mm2， 故r 9.2mm横截面的最小半径为9.2mm2、如图所示，等直杆AD，左端固定，F1=100KN，F2=80KN，F3=60KN,求各段杆的轴力，做出轴力图。题2-3-2图解：（1）求支座反力。即FN+F1-F2+F3=0 得FN= -F1+F2-F3=-100+80-60=-80kN结果为负号，说明支座反力水平向左。（2）分段计算轴力。AB段，取左段为隔离体：即N1-FN=0 N1 =FN=80kN(内力为拉力)BC段，取左段为隔离体：即N2+F1-FN=0 N2= FN-F1=-20 kN(内力为拉力)CD段，取右段为隔离体：即-N3+F3=0 N3=F3=60 kN（3）做轴力图。3、三角架如图所示，两杆截面均为圆形，材料的许用应力=60MPa，作用于B点的载荷G=30kN，试确定两杆的直径。题2-3-3图解 1）取点B为研究对象，画受力图，求两杆的轴力FN1、FN2。 ， 2）由强度条件，分别确定两杆的直径对于AB杆 对于BC杆 两杆的直径分别取33.23mm、35.7mm。4、如图所示的拖车挂钩靠销钉连接。 已知挂钩部分的钢板厚度=8mm， 销钉材料的许用剪切应力=60 MPa， 许用挤压应力jy=100 MPa， 拖力P=15 kN。 试设计销钉的直径d。 题2-3-4图解 (1） 按剪切强度计算。销钉受力图如图 (b)所示。 销钉有两个剪切面， 用截面法将销钉沿剪切面截开（见图 (c)）， 以销钉中段为研究对象， 由静力平衡条件可得每一截面上的剪力销钉受剪面积 由剪切强度计算公式 得销钉直径 (2） 按销钉挤压强度计算。 此时， 挤压力Pjy=P/2， 实用挤压面积为A=d, 得5、汽车传动轴由45号钢无缝钢管制成，外径D90mm，壁厚t=2.5mm，=60 MPa，其所承受的最大外力偶矩为1.5kN·m，试校核其强度。若在max 不变的条件下改用实心轴，试确定圆轴的直径D，并计算空心轴与实心轴的重量比。解: (1) 校核空心轴的扭转强度所以轴的扭转强度足够。(2) 确定实心圆轴直径 根据实心轴与空心轴最大剪应力相等的条件抗扭截面模量Wp相等的条件 (3) 计算空心轴与实心轴重量之比6、设计图所示的起重机主梁。其最大起重量P=20kN，主梁跨度l=5m，许用应力=140MPa。主梁用工字钢（不考虑梁的自重）,试选择工字钢型号。解 起重机主梁可视为简支梁，吊重在中间位置时梁受力最不利，如图 (b)所示。设计时应按此情况考虑。（1）求支座反力。 （2）作弯矩图。 由图可见，危险截面在梁的中点C处， Mmax=25kNm（3）计算梁的抗弯截面模量。 （4）查表选工字钢型号。 由型钢表查得18号工字钢WZ=185cm3，故可选用18工字钢。题2-3-6图在清洗液中硅表面为负电位有些颗粒也为负电位，由于两者的电的排斥力作用可防止粒子向晶片表面吸附，但也有部分粒子表面是正电位，由于两者电的吸引力作用，粒子易向晶片表面吸附。